Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем

 

248832

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21d2, 15

21d-, 24/01

21d - 41

МПК Н 02р

Н 02р

Н 02р

УДК 621.3.077.65-83 (088.8) Заявлено 28.VI ll.1967 (№ 1182483/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 18Л 11.1969. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 23,I.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. Л. Локтева

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Известно устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, фазы ротора которого соединены через включенные встречно-параллельно тиристоры, содерхкащее формирователь управляющих импульсов. Такое устройство не обеспечивает синхронизации двигателя в полном диапазоне скоростей.

Основными отличительными особенностями предлагаемого устройства является то, что, с целью синхронизации двигателя .в полном диапазоне скоростей, оно снабжено генератором задающей частоты, блоком сравнения частот и элементом «НЕ», входы которого соединены с выходом генератора и с выходом блока сравнения частот, а выход — со входом указанного формирователя.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма управляющих импульсов тиристоров; на фиг. 3 — эпюры напряжений при увеличении нагрузки; на фиг. 4 — эпюры напряжений при сбросе нагрузки.

Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем 1, фазы ротора 2 которого соединены через включенные встречнопараллельно тиристоры 8 — 8, содержит формирователь 9 управляющих импульсов (блок коммутации). Кроме того, оно снабжено генератором задающей частоты 10, блоком сравнения частот 11 и элементом «НЕ» 12, входы которого соединены с выходом генератора 10 и с выходом блока 11, а выход — со входом формирователя 9.

Работа устройства основана на следующем принципе.

Скорость вращения двигателя 1 зависит от частоты тока рогорной цепи и определяется выражением: где р — число пар полюсов;

f — частота тока питающей сети;

f2 — частота тока ротора двигателя.

15 Следовательно, если принудительно задать частоту тока ротору 2, то скорость двигателя

1 окажется фиксированной.

Выделение принужденной частоты роторного типа производится переключением с жела20 емой частотой э.д.с. ротора управляемыми вентилям и.

Тиристоры 8 — 8 отпираются сигналами, ширина которых равна половине, периода задающей частоты. Частота отпирания задается

25 генератором 10. Блок коммутации формирует шесть импульсов нужной ширины сдвигает Нх .во времени на /6 периода и в последовательности тиристоров 8 — 8 4 7 — б — 3 трансформирует в их управляющие цепи. От заднего

30 фронта отпирающего импульса формируется

248832 короткий запирающий импульс, который подается на блок гашения 18 соответствующего тиристора.

Диоды 14 не пропускают на блоки 18 напряжение обратной полярности. 5

Блок П сравнивает задающую частоту с частотой э.д.с. ротора 2. Если, последняя меньше заданной и, следовательно, скорость двигателя 1 выше требуемой, блок 11 подает блоку коммутации сигнал, запрещающий посыл- 10 ку на тиристоры отпирающих импульсов.

При установившейся скорости вращения фаза запирания и, следовательно, отпирания тиристоров 8 — 8 устанавливается автоматически в зависимости от момента нагрузки и не 15 требует специальной регулировки. Предположим, что в исходном состоянии угол а запирания тиристоров соответствует углу ио. (см. фиг. 3). Момент нагрузки увеличивается мгновенно на любую величину, не превышающую 20 максимальный момент двигателя 1 на данном скольжении минус начальный статический момент.

На фиг. 3 пунктирной линией обозначены линейные напряжения ротора 2 .при постоян- 25 ном угле открывания; штрих-пунктирной линией — момент изменения нагрузки, угол ив угол между началом положительной для соответствующего тир истора полуволны напряжения и моментом запирания этого тиристора 50 (фиг. З,а линейные напряжения обмоток ротора 2, З,б — функции возможных открытых состояний тиристоров, фиг. З,в — напряжения

У4, приложенные к фазе А двигателя).

Предположим также, что нагрузка двигате- 35 ля возросла. Под действием отрицательного динамического момента (М„„„(Л, ) скорость уменьшится, а частота э.д.с, ротора 2— увеличится. Однако прежде чем возрастет частота, увеличится угол запирания вентилей, и 40 возрастут в результате ток и момент двигателя 1 (фиг. З,в). Этот процесс будет происходить до тех пор, пока моменты двигателя 1 и нагрузки пе сравняются. Однако частота тока ротора 2 и скорость двигателя 1 остаются не- 45 изменными.

Таким же образом автоматически, без изменения скорости произойдет переходный процесс уменьшения угла запирания при соросе нагрузки (фиг. 4,а, б, в). Все обозначения 50 на фиг. 4 полностью соответствуют обозначениям на фиг. 3. Следовательно, скорость двигателя 1 не зависит от нагрузки. Двигатель имеет абсолютно жесткие механические ха,рактеристики и синхронизируется на любой скорости от нуля до номинальной в зависимости от задающей частоты.

При изменении нагрузочного момента скольжение S = — остается постоянным; изменяf2

Л ется только угол запирания.

Предельный синхронизирующий момент получается при к=180, при этом вентиль 8 — 8 остается открытым,в течение всего полупериода, пока на него поступает положительное напряжение. Ротор 2 двигателя 1 оказывается .практически короткозамкнутым, и на любой скорости предельный момент равняется моменту асинхронното двигателя 1 при данном скольжении.

Для регулирования скорости двигателя 1 достаточно изменить заданную частоту переключения тиристоров 8 — 8. Чтобы увеличить скорость, необходимо уменьшить задающую частоту. Двигатель 1 будет разгоняться до тех пор, пока частота э.д.с. ротора 2,не станет равной заданной. Дальнейшему возрастанию скорости (уменьшению частоты э.д.с. ротора

2) препятствует блок 11.

Для уменьшения скорости достаточно увеличить заданную частоту. Тогда частота э.д.с. ротора 2 становится меньше заданной, на тиристоры 8 — 8 не поступают отпирающие сигналы, ротор 2 размыкается, и двигатель 1 тормозится до тех пор, пока не сравняются частоты: задающая и э.д.с. ротора 2.

Предмет изобретения

Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем, фазы ротора которого соединены через включенные встречнопараллельно тиристоры, содержащее формирователь управляющих импульсов, отличпюи1ееся тем, что, с целью синхронизации двигателя в полном диапазоне скоростей, оно снабжено генератором задающей частоты, блоком сравнения частот и элементом «НЕ», входы которого соединены с выходом генератора и с выходом блока сравнения частот, а выход— со входом указанного формирователя.

248832

Составитель Л. Борисова

Редактор П. Вербова

Техред 3. H. Тараненко

Корректор Л. В. Юшина

Заказ 3722712 Тираж 480 Подписнос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2